Kích thước của các phân tử là gì? Kích thước của phân tử là gì?

Khi hai hoặc nhiều nguyên tử liên kết hóa học với nhau, các phân tử xuất hiện. Nó không quan trọng cho dù các nguyên tử là như nhau, hoặc chúng khác nhau trong cả hai hình thức và kích cỡ. Chúng ta sẽ tìm ra kích thước của các phân tử là gì và nó phụ thuộc vào cái gì.

Phân tử là gì?

Trong hàng thiên niên kỷ, các nhà khoa học đã suy đoán về mầu nhiệm của cuộc sống, về điều gì xảy ra khi nó được sinh ra. Theo các nền văn hoá cổ nhất, cuộc sống và mọi thứ trong thế giới này bao gồm các yếu tố cơ bản của thiên nhiên - đất, không khí, gió, nước và lửa. Tuy nhiên, theo thời gian, nhiều nhà triết học bắt đầu đưa ra ý tưởng rằng tất cả mọi thứ bao gồm những thứ nhỏ bé, không thể phân chia mà không thể được tạo ra và phá hủy.

Tuy nhiên, chỉ sau sự xuất hiện của lý thuyết nguyên tử và hóa học hiện đại mà các nhà khoa học bắt đầu cho rằng các hạt được tổng hợp tạo ra các khối xây dựng cơ bản của mọi thứ. Vì vậy, có một thuật ngữ, trong ngữ cảnh của lý thuyết hạt hiện đại, đề cập đến các đơn vị nhỏ nhất của khối lượng.

Theo định nghĩa cổ điển của nó, một phân tử là hạt nhỏ nhất của một chất giúp duy trì các đặc tính hóa học và vật lý của nó. Nó bao gồm hai hoặc nhiều nguyên tử, cũng như các nhóm của các nguyên tử giống hệt nhau hoặc khác nhau được tổ chức cùng nhau bởi các lực lượng hóa học.

Kích thước của các phân tử là gì? Ở lớp 5, lịch sử tự nhiên (một môn học) chỉ đưa ra một khái niệm chung về kích thước và các hình thức, và câu hỏi này được nghiên cứu chi tiết hơn trong các lớp học cao cấp trong các bài học về hóa học.

Ví dụ về các phân tử

Các phân tử có thể đơn giản hoặc phức tạp. Dưới đây là một số ví dụ:

• H ₂ O (nước);
• N ₂ (nitơ);
• O ₃ (ozon);
• CaO (oxit canxi);
• C ₆ H ₁₂ O ₆ (glucose).

Các phân tử gồm có hai hay nhiều nguyên tố được gọi là hợp chất. Vì vậy, nước, oxit canxi và glucose là hợp chất. Không phải tất cả các hợp chất đều là các phân tử, nhưng tất cả các phân tử đều là hợp chất. Họ có thể lớn đến mức nào? Kích thước của phân tử là gì? Được biết đến là thực tế là hầu hết mọi thứ xung quanh chúng ta bao gồm các nguyên tử (ngoại trừ ánh sáng và âm thanh). Tổng trọng lượng của chúng và sẽ là khối lượng của phân tử.

Trọng lượng phân tử

Nói về kích thước của các phân tử, hầu hết các nhà khoa học đều bị đẩy lùi bởi trọng lượng phân tử. Đây là tổng trọng lượng của tất cả các nguyên tử đi vào nó:

• Nước, bao gồm hai nguyên tử hydro (có một đơn vị khối lượng nguyên tử) và một nguyên tử oxy (16 đơn vị khối lượng nguyên tử), có trọng lượng phân tử là 18 (chính xác hơn là 18.01528).
• Glucose có trọng lượng phân tử là 180.
• DNA, rất dài, có thể có trọng lượng phân tử khoảng 1010 (trọng lượng xấp xỉ của một nhiễm sắc thể người).

Đo bằng nanomet

Ngoài khối lượng, chúng ta cũng có thể đo được kích thước của các phân tử là nano mét. Đơn vị nước khoảng 0,27 Nm. DNA có đường kính 2 Nm và có thể kéo dài đến vài mét chiều dài. Thật khó để tưởng tượng làm thế nào mà kích thước như vậy có thể phù hợp trong một tế bào. Tỷ lệ chiều dài và độ dày của DNA là đáng ngạc nhiên. Nó là 1/100 000 000, nó giống như sợi tóc của con người có chiều dài trong lĩnh vực bóng đá.

Hình thức và kích thước

Kích thước của các phân tử là gì? Chúng có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Nước và carbon dioxide là một trong những loại nhỏ nhất, và các protein là một trong số lớn nhất. Các phân tử là các nguyên tố tạo thành các nguyên tử được kết nối với nhau. Hiểu được sự xuất hiện của các phân tử theo truyền thống là một phần của hóa học. Ngoài hành vi hóa học lạ lùng của chúng, một trong những đặc tính quan trọng của các phân tử là kích thước của chúng.

Ở đâu có thể hiểu được độ lớn của các phân tử đặc biệt hữu ích? Câu trả lời cho câu hỏi này và nhiều câu hỏi khác giúp trong lĩnh vực công nghệ nano, vì khái niệm nanorobots và các tài liệu thông minh nhất thiết phải liên quan đến những ảnh hưởng của kích cỡ và hình dạng phân tử.

Kích thước của các phân tử là gì?

Ở lớp 5, khoa học tự nhiên về chủ đề này chỉ cung cấp thông tin tổng quát rằng tất cả các phân tử bao gồm các nguyên tử liên tục chuyển động ngẫu nhiên. Ở các lớp trên, người ta có thể thấy các công thức cấu trúc trong các sách giáo khoa hóa học giống với dạng phân tử thực tế. Tuy nhiên, không thể đo chiều dài của chúng bằng một thước đo thông thường, và để làm điều này, bạn cần phải biết rằng các phân tử là vật thể ba chiều. Hình ảnh của họ trên giấy là một phép chiếu lên một mặt phẳng hai chiều. Chiều dài của phân tử thay đổi với sự giúp đỡ của các liên kết của các chiều dài của góc độ của nó. Có ba điểm chính:

• Góc của tứ diện là 109 °, khi tất cả các liên kết của nguyên tử này với tất cả các nguyên tử khác là đơn (chỉ có một dấu gạch ngang).
• Góc của hình lục giác là 120 °, khi một nguyên tử có một liên kết đôi với một nguyên tử khác.
• Góc của đường là 180 °, khi nguyên tử có hai liên kết đôi hoặc một liên kết với một nguyên tử khác.

Các góc thực sự thường khác với những góc này, vì nó cần phải tính đến nhiều hiệu ứng khác nhau, kể cả các tương tác tĩnh điện.

Làm thế nào để tưởng tượng kích thước của các phân tử: ví dụ

Kích thước của các phân tử là gì? Ở lớp 5, câu trả lời cho câu hỏi này, như chúng ta đã nói, có tính chất chung chung. Học sinh biết rằng kích thước của các hợp chất có tên là rất nhỏ. Ví dụ, nếu bạn biến một phân tử cát trong một hạt cát đơn thành một hạt cát, thì dưới khối lượng kết quả bạn có thể giấu ngôi nhà ở năm tầng. Kích thước của các phân tử là gì? Câu trả lời ngắn, cũng rất khoa học, có dạng sau.

Trọng lượng phân tử tương đương với tỷ lệ khối lượng của toàn bộ chất với số lượng các phân tử trong chất hoặc tỷ lệ khối lượng mol đến hằng số Avogadro. Đơn vị đo lường là kilogram. Trọng lượng phân tử trung bình là 10 ^-23 -10 ^-26 kg. Chẳng hạn, nước. Trọng lượng phân tử của nó sẽ là 3 × 10 ^-26 kg.

Làm thế nào để kích thước của một phân tử ảnh hưởng đến lực lượng thu hút?

Chịu trách nhiệm thu hút giữa các phân tử là lực điện từ, biểu hiện qua sự thu hút của các phản đối và sự đẩy lùi của các điện tích tương tự. Lực tĩnh điện tồn tại giữa các điện tích đối nghịch chiếm ưu thế trong các tương tác giữa các nguyên tử và giữa các phân tử. Lực hấp dẫn quá nhỏ trong trường hợp này có thể bỏ qua.

Trong trường hợp này, kích thước của phân tử ảnh hưởng đến lực hấp dẫn thông qua các đám mây điện tử của sự biến dạng ngẫu nhiên phát sinh khi các điện tử của phân tử được phân phối. Trong trường hợp các hạt không phân cực chỉ biểu hiện tương tác van der Waals yếu hoặc lực phân tán, kích thước của các phân tử có ảnh hưởng trực tiếp đến độ lớn của đám mây electron xung quanh phân tử này. Lớn hơn, trường càng lớn bao quanh nó.

Một đám mây điện tử lớn hơn có nghĩa là có thể có nhiều tương tác điện tử xảy ra giữa các phân tử lân cận. Kết quả là, một phần của phân tử phát triển một phần tích cực tạm thời tích cực, và một phần của phân tử - một âm. Khi điều này xảy ra, phân tử có thể phân cực đám mây electron từ đám mây lân cận. Sự thu hút xảy ra bởi vì mặt tích cực của một phân tử bị thu hút bởi mặt âm của một phân tử kia.

Kết luận

Vì vậy, kích thước của các phân tử là gì? Trong lịch sử tự nhiên, khi chúng tôi phát hiện ra, người ta chỉ có thể tìm thấy một ý tưởng hình ảnh về khối lượng và kích thước của những hạt nhỏ xíu này. Nhưng chúng ta biết rằng có những kết nối đơn giản và phức tạp. Và đến lần thứ hai bạn có thể bao gồm một thứ như một đại phân tử. Đây là một đơn vị rất lớn, ví dụ một protein, thường được tạo ra bởi quá trình trùng hợp của tiểu đơn vị nhỏ hơn (monome). Chúng thường bao gồm hàng ngàn nguyên tử hoặc nhiều hơn.

Các đại phân tử phổ biến nhất trong hóa sinh là biopolyme (axit nucleic, protein, carbohydrate và polyphenol) và các phân tử không polyme lớn (như lipid). Các đại phân tử tổng hợp bao gồm các chất dẻo thông thường và sợi tổng hợp, cũng như các vật liệu thí nghiệm như ống nano cacbon.